一种中央空调集控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种中央空调集控系统，包括集控器、智能电表、中央空调室外机、室内机，集控器包括供电电源、ARM处理器以及FPGA，供电电源用于给集控器供电，ARM处理器与FPGA通过内部总线进行互联，FPGA用于与中央空调室外机及室内机进行RS485通信，获取中央空调室外机及室内机的状态信息并缓存在内部缓冲区中，然后由ARM处理器通过总线读取到操作系统中进行处理并存储，通过ARM处理器实现中央空调室外机及室内机状态信息的实时监测、显示以及内外机报警，ARM处理器用于与智能电表进行RS485通信，用于读取智能电表数据，ARM处理器用于根据日程管理中预设的规则对系统内的所有的室外机及室内机进行集中或单独控制和管理，并实现电费统计、分摊以及电费报警。

A central air conditioning centralized control system

【技术实现步骤摘要】
一种中央空调集控系统
本专利技术涉及中央空调集中控制
，尤其涉及一种中央空调集控系统。
技术介绍
一组中央空调由一到两台外机(ODU)和多台内机(IDU)组成，每组中的IDU一般有1台到16台。一个控制面板只可单独控制一台内机IDU。一层楼或一栋楼根据实际情况有不定数组的中央空调。这样的情况下每台内机只能分别控制，对楼栋管理人员来说无论控制还是监视状态都很不方便，需要一个集中控制系统来统一管理。现有的集中控制系统以pc作为控制平台，安装软件复杂，且业务层与windows其他应用程序相互影响，当设备出现问题的时候难以排查，增加了维护成本。且以pc作为控制平台能连接控制的内机数量少，不能实现通信接口的扩展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种中央空调集控系统，其通过集控器对空调内外机进行集中控制和管理并对分配过的内机进行收费，以web的形式与用户交互，服务端响应前端请求即时反馈处理结果。本专利技术是这样实现的：本专利技术公开了一种中央空调集控系统，包括智能电表、中央空调室外机、室内机，还包括集控器，所述集控器包括供电电源、ARM处理器以及FPGA，所述供电电源用于给集控器供电，ARM处理器与FPGA连接，所述FPGA用于与中央空调室外机及室内机连接，用于获取中央空调室外机及室内机的状态信息并缓存，所述ARM处理器用于读取FPGA内缓存的中央空调室外机及室内机的状态信息到操作系统中进行处理并存储，实现中央空调室外机及室内机状态信息的实时监测、显示以及内外机报警，所述ARM处理器用于与智能电表连接，用于读取智能电表数据，并根据预设程序实现电费统计，所述ARM处理器用于根据接受到的指令信号或预设程序对系统内的所有的外机及室内机进行集中或单独控制和管理。内机状态信息包括系统编号、内机编号、内机型号、内机系列、空调器故障状态、运行模式、安装位置、集中地址、组内地址、所属用户、所属网关、所属分组、风速监控、温度显示、湿度、辅助功能状态、保护状态；外机状态信息包括系统编号、外机编号、外机型号、外机地址、外机系列、运行模式、安装位置。所述FPGA用于与中央空调室外机及室内机进行RS485通信；所述FPGA设有多路独立的RS485总线与中央空调室外机及室内机连接，FPGA采用硬件描述语言实现多个独立的RS485接口逻辑，各个接口之间相互独立，具有各自独立的缓冲区，FPGA依据规定的协议及发送数据时序，依次轮询各个设备的数据存放在缓冲区，等待ARM处理器读取并处理。ARM处理器采用了嵌入式操作系统，实现数据库的开发、服务器程序的开发，服务器程序用于对外提供WEB服务，通过WEB服务供用户进行查询设置及数据导出，以及用于进行数据处理，实现对用户的数据和硬件所需的数据进行处理，对各种数据进行转换，最终并保存在数据库中，便于后续进行查询，同时实现电费统计及分摊算法。ARM处理器内的服务器程序包括读线程和写线程，所述读线程接收内机消息和外机消息，在检测到同步信号后，根据所接收的外机消息，统计外机的运行时间和外机耗电量；根据所述外机耗电量和所接收的内机消息，统计每一已被分配的内机的电费；根据每一已被分配的内机的电费计算每一业主的电费余额；所述写线程在检测到存在电费余额低于预设值的目标业主时，向所述目标业主所拥有的内机发送关机控制指令，以使所述目标业主所拥有的内机按照所述关机控制指令关机。ARM处理器支持千兆网络，可扩容外部存储，具备彩屏、触屏操作功能，所述集控器具有外部供电接口、第一RS485接口、第二RS485接口、网络接口、TF/SD接口、USB接口、调试串口、LCD触摸显示接口，第一RS485接口带隔离，直接和ARM连接，第二RS485接口带隔离，和FPGA连接。所述ARM处理器用于与智能电表进行RS485通信；每台室外机配置一台智能电表，该智能电表通过RS485总线和室外机相连，通过室外机接入集控器。系统中预留一组RS485端口和室内机电表通信，用于室内机安装有单独电表时计费使用。ARM处理器、FPGA均设置在电路板上，电路板内置NandFlash及DDR内存。ARM处理器与FPGA通过内部总线进行互联；所述ARM处理器用于根据接受到的指令信号以及日程管理中预设的规则对系统内的所有的室外机及室内机进行集中或单独控制和管理；并实现电费统计、分摊以及电费报警。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：集控器采用ARM+FPGA架构，采用FPGA扩展出多路独立的RS485总线，和内外机进行实时通信，获取各个设备的信息。FPGA和ARM通过内部总线进行互联，在ARM中运行Linux操作系统，完成FPGA获取的数据的读取及处理，并对外提供WEB服务，方便用户进行交互处理。由于本专利技术的集控器采用了高性能的ARM处理器，可对数据进行实时处理，并且采用了嵌入式Linux操作系统，可直接在集控器上安装数据库软件，解决原计费系统存在的数据库安装不成功的难点问题。获取及处理后的数据(设备运行状态、电费统计结果等)存储在集控器上的数据库中，并采用大容量存储设备，数据可保存1年以上。电费统计结果通过WEB服务供用户进行查询及打印，减少用户安装软件的麻烦。集成嵌入式操作系统和WEB服务器，无需额外的PC机来记录存储数据，避开了传统PC安装软件的麻烦和不便，以及业务层与windows其他应用程序相互影响的问题。本专利技术方案以嵌入式为开发平台，对客户来说相当于一个黑匣子，模块化较强，降低维护成本。本系统采用FPGA实现任意UART通信接口的扩展(FPGAIO资源即可)，对产品扩容极其方便。附图说明图1为本专利技术的集控器的系统架构图；图2为本专利技术的中央空调集控系统的系统连接图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1和图2，本实施例公开了一种中央空调集控系统，包括集控器、智能电表、中央空调室外机、室内机，所述集控器包括供电电源、ARM处理器以及FPGA，所述供电电源用于给集控器供电，ARM处理器与FPGA通过内部总线进行互联，所述FPGA用于与中央空调室外机及室内机进行RS485通信，用于获取中央空调室外机及室内机的状态信息并缓存在内部缓冲区中，然后由ARM处理器通过总线读取到操作系统中进行处理并存储，通过ARM处理器实现中央空调室外机及室内机状态信息的实时监测、显示以及内外机报警，所述ARM处理器用于与智能电表进行RS485通信，用于读取智能电表数据，所述ARM处理器用于根据日程管理中预设的规则对系统内的所有的室外机及室内机进行集中或单独控制和管理，并实现电费统计、分摊以及电费报警。本实施例集控器是中央集控及计费系统的核心，集控器通过多条独立的RS485总线与室内机、室外机相连，读取各条总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中央空调集控系统，包括智能电表、中央空调室外机、室内机，其特征在于:还包括集控器，所述集控器包括供电电源、ARM处理器以及FPGA，所述供电电源用于给集控器供电，ARM处理器与FPGA连接，所述FPGA用于与中央空调室外机及室内机连接，用于获取中央空调室外机及室内机的状态信息并缓存，所述ARM处理器用于读取FPGA内缓存的中央空调室外机及室内机的状态信息到操作系统中进行处理并存储，实现中央空调室外机及室内机状态信息的实时监测、显示以及内外机报警，所述ARM处理器用于与智能电表连接，用于读取智能电表数据，并根据预设程序实现电费统计，所述ARM处理器用于根据接受到的指令信号或预设程序对系统内的所有的外机及室内机进行集中或单独控制和管理。/n

【技术特征摘要】
1.一种中央空调集控系统，包括智能电表、中央空调室外机、室内机，其特征在于:还包括集控器，所述集控器包括供电电源、ARM处理器以及FPGA，所述供电电源用于给集控器供电，ARM处理器与FPGA连接，所述FPGA用于与中央空调室外机及室内机连接，用于获取中央空调室外机及室内机的状态信息并缓存，所述ARM处理器用于读取FPGA内缓存的中央空调室外机及室内机的状态信息到操作系统中进行处理并存储，实现中央空调室外机及室内机状态信息的实时监测、显示以及内外机报警，所述ARM处理器用于与智能电表连接，用于读取智能电表数据，并根据预设程序实现电费统计，所述ARM处理器用于根据接受到的指令信号或预设程序对系统内的所有的外机及室内机进行集中或单独控制和管理。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：内机状态信息包括系统编号、内机编号、内机型号、内机系列、空调器故障状态、运行模式、安装位置、集中地址、组内地址、所属用户、所属网关、所属分组、风速监控、温度显示、湿度、辅助功能状态、保护状态；外机状态信息包括系统编号、外机编号、外机型号、外机地址、外机系列、运行模式、安装位置。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述FPGA用于与中央空调室外机及室内机进行RS485通信；所述FPGA设有多路独立的RS485总线与中央空调室外机及室内机连接，FPGA采用硬件描述语言实现多个独立的RS485接口逻辑，各个接口之间相互独立，具有各自独立的缓冲区，FPGA依据规定的协议及发送数据时序，依次轮询各个设备的数据存放在缓冲区，等待ARM处理器读取并处理。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：ARM处理器采用了嵌入式操作系统，实现数据库的开发、服务器程序的开发，服务器程序用于对外提供WEB服务，通过WEB服务供用户进行查询设置及数据导出，以及用于进行数据处理，实现对用户的数据和硬件所需的数据进行处理，对各种数据进行转换，最...

【专利技术属性】
技术研发人员：张青林，蒲志成，黄永旺，王新，林海，
申请(专利权)人：华中师范大学，广东志高暖通设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42